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鋰離子電池的基本知識 一般而言,鋰離子電池有三部分構(gòu)成:
1.鋰離子電芯
2.保護(hù)電路(PCM)
3.外殼即膠殼 分類
從鋰離子電池與手機(jī)配合情況來看,一般分為外置電池和內(nèi)置電池,這種叫法很容易理解,外置電池就是直接裝在手上背面,如:MOTOROLA 191,SAMSUNG 系列等;而內(nèi)置電池就是裝入手機(jī)后,還另有一個(gè)外殼把其扣在手機(jī)電池內(nèi),如:MOTOROLA 998,8088,NOKIA的大部分機(jī)型
1.外置電池
外置電池的封裝形式有超聲波焊接和卡扣兩種:
1.1超聲波焊接
外殼
這種封裝形式的電池外殼均有底面殼之分,材料一般為ABS+PC料,面殼一般噴油處理,代表型號有:MOTOROLA 191,SAMSUNG 系列,原裝電池的外殼經(jīng)噴油處理后長期使用一般不會(huì)磨花,而一些品牌電池或水貨電池用上幾天外殼噴油就開始脫落了.其原因?yàn)?手機(jī)電池的外殼較便宜,而噴油處理的成本一般為外殼的幾倍(好一點(diǎn)的),這樣處理一般有三道工序:噴光油(打底),噴油(形成顏色),再噴亮油(順序應(yīng)該是這樣的,如果我沒記錯(cuò)的話),而一些廠商為了降低成本就省去了第一和第三道工序,這樣成本就很低了.
超聲波焊塑機(jī)焊接
有了好的超聲波焊塑機(jī)不夠的,是否能夠焊接OK,還與外殼的材料和焊塑機(jī)參數(shù)設(shè)置有很大關(guān)系,外殼方面主要與生產(chǎn)廠家的水口料摻雜情況有關(guān),而參數(shù)設(shè)置則需自己摸索,由于涉及到公司一些技術(shù)資料,在這里不便多講.
1.2卡扣式
卡扣式電池的原理為底面殼設(shè)計(jì)時(shí)形成卡扣式,其一般為一次性,如果卡好后用戶強(qiáng)行折開的話,就無法復(fù)原,不過這對于生產(chǎn)廠家來講不是很大的難度(卡好后再折開),其代表型號有:愛立信788,MOTOROLA V66. 2.內(nèi)置電池
內(nèi)置電池的封形式也有兩種,超聲波焊接和包標(biāo)(使用商標(biāo)將電池全部包起)
超聲波焊接的電池主要有:NOKIA 8210,8250,8310,7210等.
包標(biāo)的電池就很多了,如前兩年很滸的MOTO998 ,8088了.
鋰離子電池原理及工藝流程
一、 原理
1.0 正極構(gòu)造
LiCoO2(鈷酸鋰)+導(dǎo)電劑(乙炔黑)+粘合劑(PVDF)+集流體（鋁箔）正極
2.0 負(fù)極構(gòu)造
石墨+導(dǎo)電劑(乙炔黑)+增稠劑(CMC)+粘結(jié)劑(SBR)+ 集流體（銅箔）負(fù)極 電芯的構(gòu)造
電芯的正極是LiCoO2加導(dǎo)電劑和粘合劑，涂在鋁箔上形成正極板，負(fù)極是層狀石墨加導(dǎo)電劑及粘合劑涂在銅箔基帶上，目前比較先進(jìn)的負(fù)極層狀石墨顆粒已采用納米碳。
根據(jù)上述的反應(yīng)機(jī)理，正極采用LiCoO2、LiNiO2、LiMn2O2，其中LiCoO2本是一種層結(jié)構(gòu)很穩(wěn)定的晶型，但當(dāng)從LiCoO2拿走XLi后，其結(jié)構(gòu)可能發(fā)生變化，但是否發(fā)生變化取決于X的大小。通過研究發(fā)現(xiàn)當(dāng)X>0.5時(shí)Li1-XCoO2的結(jié)構(gòu)表現(xiàn)為極其不穩(wěn)定，會(huì)發(fā)生晶型癱塌，其外部表現(xiàn)為電芯的壓倒終結(jié)。所以電芯在使用過程中應(yīng)通過限制充電電壓來控制Li1-XCoO2中的X值，一般充電電壓不大于4.2V那么X小于0.5 ，這時(shí)Li1-XCoO2的晶型仍是穩(wěn)定的。負(fù)極C6其本身有自己的特點(diǎn)，當(dāng)?shù)谝淮位珊螅龢OLiCoO2中的Li被充到負(fù)極C6中，當(dāng)放電時(shí)Li回到正極LiCoO2中，但化成之后必須有一部分Li留在負(fù)極C6中，心以保證下次充放電Li的正常嵌入，否則電芯的壓倒很短，為了保證有一部分Li留在負(fù)極C6中，一般通過限制放電下限電壓來實(shí)現(xiàn)。所以鋰電芯的安全充電上限電壓≤4 .2V，放電下限電壓≥2.5V。
3.0工作原理 鋰離子電池內(nèi)部成螺旋型結(jié)構(gòu)，正極與負(fù)極之間由一層具有許多細(xì)微小孔的薄膜紙隔開。鋰離子電芯是一種新型的電池能源，它不含金屬鋰，在充放電過程中，只有鋰離子在正負(fù)極間往來運(yùn)動(dòng)，電極和電解質(zhì)不參與反應(yīng)。鋰離子電芯的能量容量密度可以達(dá)到300Wh/L，重量容量密度可以達(dá)到125Wh/L。鋰離子電芯的反應(yīng)機(jī)理是隨著充放電的進(jìn)行，鋰離子在正負(fù)極之間嵌入脫出，往返穿梭電芯內(nèi)部而沒有金屬鋰的存在，因此鋰離子電芯更加安全穩(wěn)定。鋰離子電池的正極采用鈷酸鋰，正極集流體是鋁箔；負(fù)極采用碳，負(fù)極集流體是銅箔，鋰離子電池的電解液是溶解了LiPF6的有機(jī)體。 鋰離子電池的正極材料是氧化鈷鋰，負(fù)極是碳。當(dāng)對電池進(jìn)行充電時(shí)，電池的正極上有鋰離子生成，生茶鞥的鋰離子經(jīng)過電解液運(yùn)動(dòng)到負(fù)極。而作為負(fù)極的碳呈現(xiàn)層狀結(jié)構(gòu)，它有很多微孔，到達(dá)負(fù)極的鋰離子就嵌入到碳層的微孔中，嵌入的鋰離子越多，充電容量越高。同樣道理，黨對電池進(jìn)行放電時(shí)（即我們使用電池的過程），嵌在負(fù)極碳層中的鋰離子脫出，有運(yùn)動(dòng)回到正極�；氐秸龢O的鋰離子越多，放電容量越高。我們通常所說的電池容量指的就是放電容量。 鋰離子電池蓋帽上有防爆孔，在內(nèi)部壓力過大的情況下，防爆孔會(huì)自動(dòng)打開泄壓，以防止出現(xiàn)爆炸的現(xiàn)象。
鋰離子電池的性能 １、高能量密度
與同等容量的ＮＩ／ＣＤ或ＮＩ／ＭＨ電池相比，鋰離子電池的重量輕，其體積比能量是這兩類電池的１.５～２倍。
２、高電壓
鋰離子電池使用高電負(fù)性的含元素鋰電極，使其端電壓高達(dá)３.７Ｖ，這一電壓是ＮＩ／ＣＤ或ＮＩ／ＭＨ電池電壓的３倍。
３、無污染，環(huán)保型
４、循環(huán)壽命長
壽命超過５００次
５、高負(fù)載能力
鋰離子電池可以大電流連續(xù)放電，從而使這種電池可被應(yīng)用于攝象機(jī)、手提電腦等大功率用電器上。
６、優(yōu)良的安全性
由于使用優(yōu)良的負(fù)極材料，克服了電池充電過程中鋰枝晶的生長問題，使得鋰離子電池的安全性大大提高。同時(shí)采用特殊的可恢復(fù)配件，保證了電池在使用過程中的安全性。 ※在生產(chǎn)加工中如何保證設(shè)計(jì)好的C/A比成了生產(chǎn)加工中的關(guān)鍵。所以在生產(chǎn)中應(yīng)就以下幾個(gè)方面進(jìn)行控制：
1.負(fù)極材料的處理
1)將大粒徑及超細(xì)粉與所要求的粒徑進(jìn)行徹底分離，避免了局部電化學(xué)反應(yīng)過度激烈而產(chǎn)生負(fù)反應(yīng)的情況，提高了電芯的安全性。
2）提高材料表面孔隙率，這樣可以提高10%以上的容量，同時(shí)在C/A比不變的情況下，安全性大大提高。處理的結(jié)果使負(fù)極材料表面與電解液有了更好的相容性，促進(jìn)了SEI膜的形成及穩(wěn)定上。
2.制漿工藝的控制
1)制漿過程采用先進(jìn)的工藝方法及特殊的化學(xué)試劑，使正負(fù)極漿料各組之間的表面張力降到了最低。提高了各組之間的相容性，阻止了材料在攪拌過程“團(tuán)聚”的現(xiàn)象。
2)涂布時(shí)基材料與噴頭的間隙應(yīng)控制在0.2mm以下，這樣涂出的極板表面光滑無顆粒、凹陷、劃痕等缺陷。
3)漿料應(yīng)儲存6小時(shí)以上，漿料粘度保持穩(wěn)定，漿料內(nèi)部無自聚成團(tuán)現(xiàn)象。均勻的漿料保證了正負(fù)極在基材上分布的均勻性，從而提高了電芯的一致性、安全性。
3.采用先進(jìn)的極片制造設(shè)備
1)可以保證極片質(zhì)量的穩(wěn)定和一致性，大大提高電芯極片均一性，降低了不安全電芯的出現(xiàn)機(jī)率。
2)涂布機(jī)單片極板上面密度誤差值應(yīng)小于±2%，極板長度及間隙尺寸誤差應(yīng)小于2mm。
3)輥壓機(jī)的輥軸錐度和徑向跳動(dòng)應(yīng)不大于4μm，這樣才能保證極板厚度的一致性。設(shè)備應(yīng)配有完善的吸塵系統(tǒng)，避免因浮塵顆粒而導(dǎo)致的電芯內(nèi)部微短路，從而保證了電芯的自放電性能。
4)分切機(jī)應(yīng)采用切刀為輥刀型的連續(xù)分切設(shè)備，這樣切出的極片不存在荷葉邊，毛刺等缺陷。同樣設(shè)備應(yīng)配有完善的吸塵系統(tǒng)，從而保證了電芯的自放電性能。
4.先進(jìn)的封口技術(shù)
目前國內(nèi)外方形鋰離子電芯的封口均采用激光（LASER）熔接封口技術(shù)，它是利用YAG棒（釔鋁石榴石）激光諧振腔中受強(qiáng)光源（一般為氮燈）的激勵(lì)下發(fā)出一束單一頻率的光（λ=1.06mm）經(jīng)過諧振折射聚焦成一束，再把聚焦的焦點(diǎn)對準(zhǔn)電芯的筒體和蓋板之間，使其熔化后親合為一體，以達(dá)到蓋板與筒體的密封熔合的目的。為了達(dá)到密封焊，必須掌握以下幾個(gè)要素：
1)必須有能量大、頻率高、聚焦性能好、跟蹤精度高的激光焊機(jī)。
2)必須有配合精度高的適用于激光焊的電芯外殼及蓋板。
3)必須有高統(tǒng)一純度的氮?dú)獗Ｗo(hù)，特別是鋁殼電芯要求氮?dú)饧兌雀�，否則鋁殼表面就會(huì)產(chǎn)生難以熔化的Al2O3（其熔點(diǎn)為2400℃）。
3.1 充電過程
如上圖一個(gè)電源給電池充電,此時(shí)正極上的電子e從通過外部電路跑到負(fù)極上,正鋰離子Li+從正極“跳進(jìn)”電解液里，“爬過”隔膜上彎彎曲曲的小洞，“游泳”到達(dá)負(fù)極，與早就跑過來的電子結(jié)合在一起。
正極上發(fā)生的反應(yīng)為
LiCoO2=充電=Li1-xCoO2+Xli++Xe(電子)
負(fù)極上發(fā)生的反應(yīng)為
6C+XLi++Xe=====LixC6
3.2 電池放電過程
放電有恒流放電和恒阻放電，恒流放電其實(shí)是在外電路加一個(gè)可以隨電壓變化而變化的可變電阻，恒阻放電的實(shí)質(zhì)都是在電池正負(fù)極加一個(gè)電阻讓電子通過。由此可知，只要負(fù)極上的電子不能從負(fù)極跑到正極，電池就不會(huì)放電。電子和Li+都是同時(shí)行動(dòng)的，方向相同但路不同，放電時(shí)，電子從負(fù)極經(jīng)過電子導(dǎo)體跑到正極，鋰離子Li+從負(fù)極“跳進(jìn)”電解液里，“爬過”隔膜上彎彎曲曲的小洞，“游泳”到達(dá)正極，與早就跑過來的電子結(jié)合在一起。
二、 工藝流程 鋰離子電池的工藝技術(shù)非常嚴(yán)格、復(fù)雜，這里只能簡單介紹一下其中的幾個(gè)主要工序。1、制漿：用專門的溶劑和粘結(jié)劑分別與粉末狀的正負(fù)極活性物質(zhì)混合，經(jīng)高速攪拌均勻后，制成漿狀的正負(fù)極物質(zhì)。2涂膜：將制成的漿料均勻地涂覆在金屬箔的表面，烘干，分別制成正負(fù)極極片。3、裝配：按正極片—隔膜—負(fù)極片—隔膜自上而下的順序放好，經(jīng)卷繞支持呢個(gè)電池極芯，再經(jīng)注入電解液、封口等工藝過程，即完成電池的裝配過程，制成成品電池。4、化成：用專用的電池充放電設(shè)備對成品電池進(jìn)行充放電測試，對每一只電池都進(jìn)行檢測，篩選出合格的成品電池，待出廠。
鋰離子電池配料的基本知識 一、電極的組成：
1、 正極組成：
a、 鈷酸鋰：正極活性物質(zhì)，鋰離子源，為電池提高鋰源。
b、 導(dǎo)電劑：提高正極片的導(dǎo)電性，補(bǔ)償正極活性物質(zhì)的電子導(dǎo)電性。
提高正極片的電解液的吸液量，增加反應(yīng)界面，減少極化。
c、 PVDF粘合劑：將鈷酸鋰、導(dǎo)電劑和鋁箔或鋁網(wǎng)粘合在一起。
d、 正極引線：由鋁箔或鋁帶制成。
2、 負(fù)極組成：
a、 石墨：負(fù)極活性物質(zhì)，構(gòu)成負(fù)極反應(yīng)的主要物質(zhì)；主要分為天然石墨和人造
石墨兩大類。
b、 導(dǎo)電劑：提高負(fù)極片的導(dǎo)電性，補(bǔ)償負(fù)極活性物質(zhì)的電子導(dǎo)電性。
提高反應(yīng)深度及利用率。
防止枝晶的產(chǎn)生。
利用導(dǎo)電材料的吸液能力，提高反應(yīng)界面，減少極化。
（可根據(jù)石墨粒度分布選擇加或不加）。
c、 添加劑：降低不可逆反應(yīng)，提高粘附力，提高漿料黏度，防止?jié){料沉淀。
d、 水性粘合劑：將石墨、導(dǎo)電劑、添加劑和銅箔或銅網(wǎng)粘合在一起。
e、 負(fù)極引線：由銅箔或鎳帶制成。 二、配料目的：
配料過程實(shí)際上是將漿料中的各種組成按標(biāo)準(zhǔn)比例混合在一起，調(diào)制成漿料，以利于均勻涂布，保證極片的一致性。配料大致包括五個(gè)過程，即：原料的預(yù)處理、摻和、浸濕、分散和絮凝。 三、 配料原理：
（一） 、正極配料原理
1、 原料的理化性能。
（1） 鈷酸鋰：非極性物質(zhì)，不規(guī)則形狀，粒徑D50一般為6-8 μm，含水量≤0.2%，通常為堿性，PH值為10-11左右。
錳酸鋰：非極性物質(zhì)，不規(guī)則形狀，粒徑D50一般為5-7 μm，含水量≤0.2%，通常為弱堿性，PH值為8左右。
（2） 導(dǎo)電劑：非極性物質(zhì)，葡萄鏈狀物，含水量3-6%，吸油值~300，粒徑一般為 2-5 μm；主要有普通碳黑、超導(dǎo)碳黑、石墨乳等，在大批量應(yīng)用時(shí)一般選擇超導(dǎo)碳黑和石墨乳復(fù)配；通常為中性。
（3） PVDF粘合劑：非極性物質(zhì)，鏈狀物，分子量從300，000到3，000，000不等；吸水后分子量下降，粘性變差。
（4） NMP：弱極性液體，用來溶解/溶脹PVDF，同時(shí)用來稀釋漿料。 2、 原料的預(yù)處理
（1） 鈷酸鋰：脫水。一般用120 oC常壓烘烤2小時(shí)左右。
（2） 導(dǎo)電劑：脫水。一般用200 oC常壓烘烤2小時(shí)左右。
（3） 粘合劑：脫水。一般用120-140 oC常壓烘烤2小時(shí)左右，烘烤溫度視分子量的大小決定。
（4） NMP：脫水。使用干燥分子篩脫水或采用特殊取料設(shè)施，直接使用。 3、 原料的摻和：
（1） 粘合劑的溶解（按標(biāo)準(zhǔn)濃度）及熱處理。
（2）鈷酸鋰和導(dǎo)電劑球磨：使粉料初步混合，鈷酸鋰和導(dǎo)電劑粘合在一起，提高團(tuán)聚作用和的導(dǎo)電性。配成漿料后不會(huì)單獨(dú)分布于粘合劑中，球磨時(shí)間一般為2小時(shí)左右；為避免混入雜質(zhì)，通常使用瑪瑙球作為球磨介子。
4、 干粉的分散、浸濕：
（1）原理：固體粉末放置在空氣中，隨著時(shí)間的推移，將會(huì)吸附部分空氣在固體的表面上，液體粘合劑加入后，液體與氣體開始爭奪固體表面；如果固體與氣體吸附力比與液體的吸附力強(qiáng)，液體不能浸濕固體；如果固體與液體吸附力比與氣體的吸附力強(qiáng)，液體可以浸濕固體，將氣體擠出。
當(dāng)潤濕角≤90度，固體浸濕。
當(dāng)潤濕角＞90度，固體不浸濕。
正極材料中的所有組員都能被粘合劑溶液浸濕，所以正極粉料分散相對容易。
（2） 分散方法對分散的影響：
A、 靜置法（時(shí)間長，效果差，但不損傷材料的原有結(jié)構(gòu)）；
B、 攪拌法；自轉(zhuǎn)或自轉(zhuǎn)加公轉(zhuǎn)（時(shí)間短，效果佳，但有可能損傷個(gè)別
材料的自身結(jié)構(gòu)）。
1、攪拌槳對分散速度的影響。攪拌槳大致包括蛇形、蝶形、球形、槳形、齒輪形等。一般蛇形、蝶形、槳型攪拌槳用來對付分散難度大的材料或配料的初始階段；球形、齒輪形用于分散難度較低的狀態(tài)，效果佳。
2、攪拌速度對分散速度的影響。一般說來攪拌速度越高，分散速度越快，但對材料自身結(jié)構(gòu)和對設(shè)備的損傷就越大。
3、濃度對分散速度的影響。通常情況下漿料濃度越小，分散速度越快，但太稀將導(dǎo)致材料的浪費(fèi)和漿料沉淀的加重。
4、濃度對粘結(jié)強(qiáng)度的影響。濃度越大，柔制強(qiáng)度越大，粘接強(qiáng)度
越大；濃度越低，粘接強(qiáng)度越小。
5、真空度對分散速度的影響。高真空度有利于材料縫隙和表面的氣體排出，降低液體吸附難度；材料在完全失重或重力減小的情況下分散均勻的難度將大大降低。
6、溫度對分散速度的影響。適宜的溫度下，漿料流動(dòng)性好、易分散。太熱漿料容易結(jié)皮，太冷漿料的流動(dòng)性將大打折扣。
5、 稀釋。將漿料調(diào)整為合適的濃度，便于涂布。 （二）、負(fù)極配料原理（大致與正極配料原理相同）
1、 原料的理化性能。
（1）石墨：非極性物質(zhì)，易被非極性物質(zhì)污染，易在非極性物質(zhì)中分散；不易吸水，也不易在水中分散。被污染的石墨，在水中分散后，容易重新團(tuán)聚。一般粒徑D50為20μm左右。顆粒形狀多樣且多不規(guī)則，主要有球形、片狀、纖維狀等。
（2） 水性粘合劑（SBR）：小分子線性鏈狀乳液，極易溶于水和極性溶劑。
（3） 防沉淀劑（CMC）：高分子化合物，易溶于水和極性溶劑。
（4）異丙醇：弱極性物質(zhì)，加入后可減小粘合劑溶液的極性，提高石墨和粘合劑溶液的相容性；具有強(qiáng)烈的消泡作用；易催化粘合劑網(wǎng)狀交鏈，提高粘結(jié)強(qiáng)度。
乙醇：弱極性物質(zhì)，加入后可減小粘合劑溶液的極性，提高石墨和粘合劑溶液的相容性；具有強(qiáng)烈的消泡作用；易催化粘合劑線性交鏈，提高粘結(jié)強(qiáng)度（異丙醇和乙醇的作用從本質(zhì)上講是一樣的，大批量生產(chǎn)時(shí)可考慮成本因素然后選擇添加哪種）。 （5）去離子水（或蒸餾水）：稀釋劑，酌量添加，改變漿料的流動(dòng)性。
2、 原料的預(yù)處理：
（1）石墨：A、混合，使原料均勻化，提高一致性。B、300~400℃常壓烘烤，除去表面油性物質(zhì)，提高與水性粘合劑的相容能力，修圓石墨表面棱角（有些材料為保持表面特性，不允許烘烤，否則效能降低）。
（2） 水性粘合劑：適當(dāng)稀釋，提高分散能力。
3、 摻和、浸濕和分散：
（1） 石墨與粘合劑溶液極性不同，不易分散。
（2） 可先用醇水溶液將石墨初步潤濕，再與粘合劑溶液混合。
（3） 應(yīng)適當(dāng)降低攪拌濃度，提高分散性。
（4）分散過程為減少極性物與非極性物距離，提高勢能或表面能，所以為吸熱反應(yīng)，攪拌時(shí)總體溫度有所下降。如條件允許應(yīng)該適當(dāng)升高攪拌溫度，使吸熱變得容易，同時(shí)提高流動(dòng)性，降低分散難度。
（5） 攪拌過程如加入真空脫氣過程，排除氣體，促進(jìn)固-液吸附，效果更佳。
（6） 分散原理、分散方法同正極配料中的相關(guān)內(nèi)容，在三、（一）、4中有詳細(xì)論述，在此不予詳細(xì)解釋。
4、 稀釋。將漿料調(diào)整為合適的濃度，便于涂布。 四、 配料注意事項(xiàng)：
1、 防止混入其它雜質(zhì)；
2、 防止?jié){料飛濺；
3、 漿料的濃度（固含量）應(yīng)從高往低逐漸調(diào)整，以免增加麻煩；
4、 在攪拌的間歇過程中要注意刮邊和刮底，確保分散均勻；
5、 漿料不宜長時(shí)間擱置，以免沉淀或均勻性降低；
6、 需烘烤的物料必須密封冷卻之后方可以加入，以免組分材料性質(zhì)變化；
7、攪拌時(shí)間的長短以設(shè)備性能、材料加入量為主；攪拌槳的使用以漿料分散難度進(jìn)行更換，無法更換的可將轉(zhuǎn)速由慢到快進(jìn)行調(diào)整，以免損傷設(shè)備；
8、 出料前對漿料進(jìn)行過篩，除去大顆粒以防涂布時(shí)造成斷帶；
9、 對配料人員要加強(qiáng)培訓(xùn)，確保其掌握專業(yè)知識，以免釀成大禍；
10、 配料的關(guān)鍵在于分散均勻，掌握該中心，其它方式可自行調(diào)整。
五、總論：隨著電池制程的日益透明，鋰離子電池生產(chǎn)廠家越來越將配料列為核心機(jī)密，因?yàn)閺牟牧系奶暨x、處理到合理搭配包含了太多技術(shù)人員的心血，同樣的材料，有的廠家用起來特別順利，有的廠家就麻煩百出；有的廠家用中檔的材料可以做出高端的電池，而有的廠家卻使用最好的材料做成的電池慘不忍睹；本人在此發(fā)表配料的基礎(chǔ)知識，旨在讓大家對配料的了解多一些，少走一些彎路；但因本人水平有限，難免有疏漏之處，希望大家多多批評指正。我也期望大家在工作中認(rèn)真研究，真誠交流，大膽創(chuàng)新，團(tuán)結(jié)起來，共同促進(jìn)中國鋰離子電池生產(chǎn)水平的提高。
鋰離子電池制片過程掉粉的分析與討論。 極片掉粉目前鈷酸鋰的生產(chǎn)工藝，基本上不會(huì)掉粉，掉粉的可能性在生產(chǎn)過程中影響的因素有： 1、配方比例不當(dāng)，如粘接劑太少，容劑少致使攪拌不均勻。
2、粘接劑烘烤溫度過高，使粘接劑結(jié)構(gòu)受到破壞，。
3、漿料攪拌時(shí)間不夠，沒有完全攪拌開，
4、涂布時(shí)溫度太低，極片未烘干。
5、涂布量不均勻，厚度差異太大。
6、極片在輥壓前未烘烤，在空氣中大量吸收水份。
7、輥壓時(shí)壓力過大，使極粉與集流體剝離。
8、輥壓時(shí)極片的放送方式不對，造成極片受力不均。
9、用油性正極，水性負(fù)極，不掉粉的？ 三、 電池不良項(xiàng)目及成因：
1.容量低
產(chǎn)生原因：
a. 附料量偏少； b. 極片兩面附料量相差較大； c. 極片斷裂；
d. 電解液少e. 電解液電導(dǎo)率低；f. 正極與負(fù)極配片未配好；
g. 隔膜孔隙率��；h. 膠粘劑老化→附料脫落；i.卷芯超厚（未烘干或電解液未滲透）j. 分容時(shí)未充滿電；k. 正負(fù)極材料比容量小。
2.內(nèi)阻高
產(chǎn)生原因：
a. 負(fù)極片與極耳虛焊； b. 正極片與極耳虛焊； c. 正極耳與蓋帽虛焊；d. 負(fù)極耳與殼虛焊; e. 鉚釘與壓板接觸內(nèi)阻大； f. 正極未加導(dǎo)電劑；g. 電解液沒有鋰鹽； h. 電池曾經(jīng)發(fā)生短路； i. 隔膜紙孔隙率小。
3.電壓低
產(chǎn)生原因：
a. 副反應(yīng)（電解液分解；正極有雜質(zhì)；有水）； b. 未化成好（SEI膜未形成安全）；c. 客戶的線路板漏電（指客戶加工后送回的電芯）；d. 客戶未按要求點(diǎn)焊（客戶加工后的電芯）；
e. 毛刺； f. 微短路； g. 負(fù)極產(chǎn)生枝晶。
4.超厚產(chǎn)生超厚的原因有以下幾點(diǎn):
a. 焊縫漏氣; b. 電解液分解; c. 未烘干水分;d. 蓋帽密封性差; e. 殼壁太厚; f. 殼太厚;g. 卷芯太厚(附料太多；極片未壓實(shí)；隔膜太厚)。
5.成因有以下幾點(diǎn)
a. 未化成好（SEI膜不完整、致密）； b. 烘烤溫度過高→粘合劑老化→脫料； c. 負(fù)極比容量低；d. 正極附料多而負(fù)極附料少； e. 蓋帽漏氣，焊縫漏氣；f. 電解液分解，電導(dǎo)率降低。
6.爆炸
a. 分容柜有故障（造成過充）；b. 隔膜閉合效應(yīng)差; c. 內(nèi)部短路
7.短路
a. 料塵； b. 裝殼時(shí)裝破； c. 尺刮（小隔膜紙?zhí)』蛭磯|好）;d. 卷繞不齊； e. 沒包好； f. 隔膜有洞; g. 毛刺
8.斷路
a) 極耳與鉚釘未焊好，或者有效焊點(diǎn)面積��；
b) 連接片斷裂（連接片太短或與極片點(diǎn)焊時(shí)焊得太靠下） 四 鋰離子電池的安全特性
鋰離子電池已非常廣泛的應(yīng)用于人們的日常生活中，所以它的安全性能絕對應(yīng)該是鋰離子電池的第一項(xiàng)考核指標(biāo)。對于鋰離子電池安全性能的考核指標(biāo)，國際上規(guī)定了非常嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)，一只合格的鋰離子電池在安全性能上應(yīng)該滿足一下條件。1）短路：不起火，不爆炸；2）過充電：不起火，不爆炸；3）熱箱試驗(yàn)：不起火，不爆炸（150℃恒溫10min）
4）針刺：不爆炸（用Φ3mm釘穿透電池）；5）平板沖擊：不起火，不爆炸；（10kg重物自1米高處砸向電池）；6）焚燒：不爆炸（煤氣火焰燒考電池）
為了確保鋰離子電池安全可靠的使用，專家們進(jìn)行了非常嚴(yán)格、周密的電池安全設(shè)計(jì)，以達(dá)到電池安全考核指標(biāo)。1、隔膜135℃自動(dòng)關(guān)斷保護(hù)：采用國際先進(jìn)的Celgard2300PE-PP-PE三層復(fù)合膜。在電池升溫達(dá)到120℃的情況下，復(fù)合膜兩側(cè)的PE膜孔閉合，電池內(nèi)阻增大，電池內(nèi)部形成大面積斷路，電池不再升溫。3、電池蓋復(fù)合結(jié)構(gòu)：電池蓋采用刻痕防爆結(jié)構(gòu)，當(dāng)電池升溫，壓力達(dá)到一定程度刻痕破裂、放氣。4、各種環(huán)境濫用試驗(yàn)：進(jìn)行各項(xiàng)濫用試驗(yàn)，如外部短路、過充、針刺、平板沖擊、焚燒等，考察電池的安全性能。同時(shí)對電池進(jìn)行溫度沖擊試驗(yàn)和振動(dòng)、跌落、沖擊等力學(xué)性能試驗(yàn)，考察電池在實(shí)際使用環(huán)境下的性能情況。 鋰離子電池保護(hù)線路(PCM) 鋰離子電池至少需要三重保護(hù)-----過充電保護(hù),過放電保護(hù),短路保護(hù),那么就應(yīng)而產(chǎn)生了其保護(hù)線路,那么這個(gè)保護(hù)線路針對以上三個(gè)保護(hù)要求而言:
過充電保護(hù): 過充電保護(hù) IC 的原理為：當(dāng)外部充電器對鋰電池充電時(shí)，為防止因溫度上升所導(dǎo)致的內(nèi)壓上升，需終止充電狀態(tài)。此時(shí)，保護(hù) IC 需檢測電池電壓，當(dāng)?shù)竭_(dá) 4.25V 時(shí)（假設(shè)電池過充點(diǎn)為 4.25V）即啟動(dòng)過度充電保護(hù)，將功率 MOS 由開轉(zhuǎn)為切斷，進(jìn)而截止充電。
過放電保護(hù): 過放電保護(hù) IC 原理：為了防止鋰電池的過放電，假設(shè)鋰電池接上負(fù)載，當(dāng)鋰電池電壓低于其過放電電壓檢測點(diǎn)（假定為 2.5V）時(shí)將啟動(dòng)過放電保護(hù)，使功率 MOSFET 由開轉(zhuǎn)變?yōu)榍袛喽刂狗烹姡员苊怆姵剡^放電現(xiàn)象產(chǎn)生，并將電池保持在低靜態(tài)電流的待機(jī)模式，此時(shí)的電流僅 0.1uA。當(dāng)鋰電池接上充電器，且此時(shí)鋰電池電壓高于過度放電電壓時(shí)，過度放電保護(hù)功能方可解除。另外，考慮到脈沖放電的情況，過放電檢測電路設(shè)有延遲時(shí)間以避免產(chǎn)生誤 極片漿料涂布工藝路線的選擇 1.1 涂布方法的選擇
成功解決極片漿料涂布的關(guān)鍵之一是選擇合適的涂布方法。大約有20多種涂布方法可以用于將液體料液涂布于支持體上，而每一種技術(shù)有許多專門的配置，所以有許多種涂布型式可供選擇。
在研制鋰離子電池實(shí)驗(yàn)室研究階段，有用刮棒、刮刀或擠壓等自制簡單的涂布實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行極片涂布試驗(yàn)，只能涂布出少量樣品供實(shí)驗(yàn)研究，效果并不太理想，并存在各種各樣的問題。
一般選擇涂布方法需要從下面幾個(gè)方面考慮，包括：涂布的層數(shù)，濕涂層的厚度，涂布液的流變特性，要求的涂布精度，涂布支持體或基材，涂布的速度等。
如何選擇適合極片漿料的涂布方法?除上述因素外，還必須結(jié)合極片涂布的具體情況和特點(diǎn)。鋰離子電池極片涂布特點(diǎn)是：①雙面單層涂布；②漿料濕涂層較厚(100～300μm)；③漿料為非牛頓型高粘度流體；④相對于一般涂布產(chǎn)品而言，極片涂布精度要求高，和膠片涂布精度相近；⑤涂布支持體為厚度為10～20μm的鋁箔和銅箔；⑥和膠片涂布速度相比，極片涂布速度不高。
我們首先從涂布層數(shù)來考慮選擇涂布的技術(shù)路線。極片需要在金屬箔兩面都涂漿料。目前有同時(shí)在支持體兩面進(jìn)行涂布的技術(shù)，但如果選用同時(shí)雙面涂布方法，就會(huì)使涂布后的干燥和極片傳送設(shè)備變成極為復(fù)雜和難于操作。因此我們的涂布技術(shù)路線決定選用單層涂布，另一面在干燥后再進(jìn)行一次涂布。考慮到極片涂布屬于厚涂層涂布。刮棒、刮刀和氣刀涂布只適用于較薄涂層的涂布，不適用于極片漿料涂布。在余下的幾種涂布方法中，浸涂最為簡單，但其涂布厚度受涂布漿料粘度和涂布速度影響，難于進(jìn)行高精度涂布。
綜合考慮極片漿料涂布的各項(xiàng)特殊要求，擠壓涂布或輥涂可供選擇。
1.2 條縫擠壓涂布及其涂布窗口
擠壓涂布技術(shù)是較為先進(jìn)的技術(shù)，可以用于較高粘度流體涂布，能獲得較高精度的涂層。
采用條縫擠壓涂布，如何獲得均勻的涂層?必須使擠壓嘴的設(shè)計(jì)及操作參數(shù)在一個(gè)合適的范圍內(nèi)，也就是進(jìn)入在涂布技術(shù)中稱為“涂布窗口”的臨界條件范圍內(nèi)，才能進(jìn)行正常涂布。
擠壓嘴的設(shè)計(jì)對涂布精度有極為重要的影響。因此設(shè)計(jì)時(shí)需要有涂布漿料流變特性的詳細(xì)數(shù)據(jù)。而一旦按提供的流變數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)加工出的擠壓嘴，在涂布漿料流變性質(zhì)有較大改變時(shí)，就有可能影響涂布精度，擠壓涂布設(shè)備比較復(fù)雜，運(yùn)行操作需要專門的技術(shù)。
1.3 輥涂工藝的涂布窗口
輥涂是比較成熟的涂布工藝，如果有高精度涂布輥和精密軸承，有可能得到均勻度較好的涂層。輥涂可以應(yīng)用于極片漿料的涂布。
輥涂有多種型式，按輥的轉(zhuǎn)動(dòng)方向區(qū)分就有順轉(zhuǎn)輥和逆轉(zhuǎn)輥涂布兩種。此外還有配置3輥、4輥等多達(dá)10多種輥涂型式。
究竟用哪一種輥涂型式比較好呢?這要根據(jù)各種漿料的流變性質(zhì)進(jìn)行選擇。也就是所設(shè)計(jì)的輥涂型式，結(jié)構(gòu)尺寸，操作條件，涂液的物理性質(zhì)等各種條件必須在一個(gè)合理的范圍內(nèi)，也就是操作條件進(jìn)入涂布窗口，才能涂布出無弊病的涂層。 2 極片涂布中的關(guān)鍵技術(shù) 在所有涂布產(chǎn)品中膠片所要求的涂布精度是最高的一種，因此膠片涂布中的許多技術(shù)是解決極片涂布的基礎(chǔ)。但極片涂布所特有的要求必須有特殊的技術(shù)才能解決。
2.1 高粘度極片漿料的涂布
極片漿料粘度極高，超出一般涂布液的粘度，而且所要求的涂量大，用現(xiàn)有常規(guī)涂布方法無法進(jìn)行均勻涂布。我們比較分析了各種涂布方法，依據(jù)其流動(dòng)機(jī)理，結(jié)合極片漿料的流變特性和涂布要求，設(shè)計(jì)了各種實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行驗(yàn)證，找到了幾種可用于極片漿料的涂布方法，成功地解決了高粘度極片漿料連續(xù)穩(wěn)定、均勻涂布難題。
2.2 極片定長分段和雙面疊合涂布技術(shù)
無論是膠片涂布，還是其他涂布產(chǎn)品，絕大多數(shù)都是在片幅上進(jìn)行連續(xù)涂布。而鋰離子電池極片是分段涂布，生產(chǎn)不同型號鋰離子電池，所需要的每段極片長度也是不同的。如果采用連續(xù)涂布，再進(jìn)行定長分切生產(chǎn)極片，在組裝電池時(shí)需要在每段極片一端刮除漿料涂層，露出金屬箔片。用連續(xù)涂布定長分切的工藝路線，效率低，不能滿足最終進(jìn)行規(guī)模生產(chǎn)的需要。因此我們考慮采用定長分段涂布方法，在涂布時(shí)按電池規(guī)格需要的涂布及空白長度進(jìn)行分段涂布。采用單純的機(jī)械裝置很難實(shí)現(xiàn)不同電池規(guī)格所需要長度分段涂布。我們在涂布頭的設(shè)計(jì)中采用計(jì)算機(jī)技術(shù)，將極片涂布頭設(shè)計(jì)成光、機(jī)、電一體化智能化控制的涂布裝置。涂布前將操作參數(shù)用鍵盤輸入計(jì)算機(jī)，在涂布過程中由計(jì)算機(jī)控制，自動(dòng)進(jìn)行定長分段和雙面疊合涂布。因此涂布機(jī)可以任意設(shè)定涂布和空白長度進(jìn)行分段涂布，能滿足各種型號鋰離子電池極片涂布的需要。
2.3 極片漿料厚涂層高效干燥技術(shù)
極片漿料涂層比較厚，涂布量大，干燥負(fù)荷大。采用普通熱風(fēng)對流干燥法或烘缸熱傳導(dǎo)干燥法等干燥效率低。我們將膠片干燥中的高效干燥技術(shù)應(yīng)用于極片干燥器設(shè)計(jì)，采用優(yōu)化設(shè)計(jì)的熱風(fēng)沖擊干燥技術(shù)，提高了干燥效率，可以進(jìn)行均勻快速干燥，干燥后的涂層無外干內(nèi)濕或表面皸裂等弊病。
2.4 極片涂布生產(chǎn)流水線基片(極片)傳輸技術(shù)
在極片涂布生產(chǎn)流水線中從放卷到收卷，中間包含有涂布、干燥等許多環(huán)節(jié)，極片(基片)有多個(gè)傳動(dòng)點(diǎn)拖動(dòng)。這和膠片涂布干燥生產(chǎn)流水線是相似的。我們成功地將膠片涂布機(jī)傳輸技術(shù)應(yīng)用于極片涂布，又針對基片是極薄的鋁箔銅箔，剛性差，易于撕裂和產(chǎn)生折皺等特點(diǎn)，在設(shè)計(jì)中采取特殊技術(shù)裝置，在涂布區(qū)使極片保持平展，嚴(yán)格控制片路張力梯度，使整個(gè)片路張力都處于安全極限內(nèi)。在涂布流水線的傳動(dòng)設(shè)計(jì)中，我們采用了直流電機(jī)智能調(diào)速控制技術(shù)，使涂布點(diǎn)片路速度保持穩(wěn)定，從而確保了涂布的縱向均勻度。在涂布機(jī)傳輸片路設(shè)計(jì)中，在涂布、收卷等關(guān)鍵部位，都設(shè)計(jì)有自動(dòng)糾偏裝置，在涂布時(shí)使?jié){料準(zhǔn)確地涂布于基片上，兩邊留有均勻的片邊，在極片收卷時(shí)能得到邊緣整齊的片卷，為極片生產(chǎn)的下一道工序創(chuàng)造了有利條件。
3 極片涂布工藝流程 極片涂布的一般工藝流程如下： 放卷→接片→拉片→張力控制→自動(dòng)糾偏→涂布→干燥→自動(dòng)糾偏→張力控制→自動(dòng)糾偏→收卷
涂布基片(金屬箔)由放卷裝置放出供入涂布機(jī)�；氖孜苍诮悠_連接成連續(xù)帶后由拉片裝置送入張力調(diào)整裝置和自動(dòng)糾偏裝置，經(jīng)過調(diào)整片路張力和片路位置后進(jìn)入涂布裝置。極片漿料在涂布裝置按預(yù)定涂布量和空白長度分段進(jìn)行涂布。在雙面涂布時(shí)，自動(dòng)跟蹤正面涂布和空白長度進(jìn)行涂布。涂布后的濕極片送入干燥道進(jìn)行干燥，干燥溫度根據(jù)涂布速度和涂布厚度設(shè)定。干燥后的極片經(jīng)張力調(diào)整和自動(dòng)糾偏后進(jìn)行收卷，供下一步工序進(jìn)行加工。 4 設(shè)備安裝調(diào)試及涂布情況 研制的設(shè)備由機(jī)械設(shè)備，電氣控制，干燥通風(fēng)等系統(tǒng)組成，安裝后先后進(jìn)行了機(jī)械試車，機(jī)電聯(lián)試和聯(lián)動(dòng)試車，均達(dá)到設(shè)計(jì)和使用要求。按鋰離子電池的技術(shù)要求和設(shè)計(jì)技術(shù)指標(biāo)投料涂布。
涂布條件：涂布基片厚度為20μm的鋁箔，涂布基片寬度為350mm，涂布速度5m/min。
在上述條件下用漿料進(jìn)行單面定長涂布，雙面疊合涂布，同時(shí)進(jìn)行干燥。整條生產(chǎn)線運(yùn)行平穩(wěn)，涂布干燥均勻。 5 樣品測試結(jié)果 5.1 涂布均勻度
涂布量相對偏差范圍為2.22%～-1.85%，絕對誤差為4.07%。 6 拉漿正負(fù)極極片出現(xiàn)麻點(diǎn)顆�，F(xiàn)象,特別表現(xiàn)在負(fù)極拉漿,在涂布那刻表現(xiàn)最明顯,到出烤箱后比較難觀察到,但是取了片對輥后就明顯的顆粒.原因: (本現(xiàn)象排除箔材氧化及外觀不良的可能) 1.漿料放置時(shí)間過久,一般超出12H以上問題會(huì)比較嚴(yán)重,請關(guān)注是否有此問題,如果有請控制時(shí)間 2.漿料粘度過低(放久了粘度也會(huì)低),建議控制粘度在2500mpa.s以上 3.漿料存貯溫度過高,我遇到過一次,溫度>35度時(shí)就出現(xiàn)麻點(diǎn).建議控制溫度在25度左右 4.無導(dǎo)電碳的配方很容易出現(xiàn)此問題,暫時(shí)無很好的辦法,建議參考以下三條 5.攪拌轉(zhuǎn)速度過快,可以適當(dāng)根據(jù)你們的工藝降些轉(zhuǎn)速,只要能攪拌均勻,分散好.涂布時(shí)沒有堵網(wǎng)現(xiàn)象就不是問題.中轉(zhuǎn)暫存罐的轉(zhuǎn)速也要低些 6.對于已出現(xiàn)麻點(diǎn)的漿料建議處理如下
A.攪拌幾罐粘度高的新鮮漿料混合使用掉
B.在涂第二面時(shí)用無塵紙?jiān)诘诙婊纳仙晕⒋蛐┧?此方法很容易造成拖尾/尺寸異常等問題,不好掌握,不太建議使用) 7.正極很少出現(xiàn)類是現(xiàn)象.負(fù)極倒是經(jīng)常有這種現(xiàn)象,顆�，F(xiàn)象.把漿料退回抽真空攪拌后會(huì)有改善,如果是正極片出現(xiàn)麻點(diǎn)現(xiàn)象就要考慮烘烤的溫度了,可以降溫減速會(huì)有改善 7鋰離子電池低容原因分析 近期在收集關(guān)于鋰離子電池低容量的原因，個(gè)人收集原因如下，發(fā)上來大家看看有什么補(bǔ)充的沒有，希望大家多多指教：
1、壓實(shí)密度大，
2、極片附粉少，
3、斷片，
4、電解液量少，
5、化成不完全，
6、檢測容量充放電不完全，
7、潮濕度高（吸水），
8、電池儲存久
9、材料的比容量低 10、極片虛焊,極耳虛焊 11、制成過程中的環(huán)境控制如.溫度、濕度、露點(diǎn)........ 12、完善中......... 8.電芯膨脹原因及控制
鋰離子電芯在制造和使用過程中往往會(huì)有腫脹現(xiàn)象，經(jīng)過分析與研究，發(fā)現(xiàn)主要有以下兩方面原因：
1鋰離子嵌入帶來的厚度變化
電芯充電時(shí)鋰離子從正極脫出嵌入負(fù)極，引起負(fù)極層間距增大，而出現(xiàn)膨脹，一般而言，電芯越厚，其膨脹量越大。
2． 工藝控制不力引起的膨脹
在制造過程中，如漿料分散、C/A比離散性、溫度控制都會(huì)直接影響電芯電芯的膨脹程度。特別是水，因?yàn)槌潆娦纬傻母呋钚凿囂蓟衔飳λ浅Ｃ舾�，從而發(fā)生激烈的化學(xué)反應(yīng)。反應(yīng)產(chǎn)生的氣體造成電芯內(nèi)壓升高，增加了電芯的膨脹行為。所以在生產(chǎn)中，除了應(yīng)對極板嚴(yán)格除濕外，在注液過程中更應(yīng)采用除濕設(shè)備，保證空氣的干燥度為HR2%，露點(diǎn)（大氣中的濕空氣由于溫度下降,使所含的水蒸氣達(dá)到飽和狀態(tài)而開始凝結(jié)時(shí)的溫度）小于-40℃。在非常干燥的條件下，并采取真空注液，極大地降低了極板和電解液的吸水機(jī)率。 關(guān)于電池鼓殼和爆炸的原因分析: 一、鋰離子電池特性
鋰是化學(xué)周期表上直徑最小也最活潑的金屬。體積小所以容量密度高，廣受消費(fèi)者與工程師歡迎。但是，化學(xué)特性太活潑，則帶來了極高的危險(xiǎn)性。鋰金屬暴露在空氣中時(shí)，會(huì)與氧氣產(chǎn)生激烈的氧化反應(yīng)而爆炸。為了提升安全性及電壓，科學(xué)家們發(fā)明了用石墨及鈷酸鋰等材料來儲存鋰原子。這些材料的分子結(jié)構(gòu)，形成了奈米等級的細(xì)小儲存格子，可用來儲存鋰原子。這樣一來，即使是電池外殼破裂，氧氣進(jìn)入，也會(huì)因氧分子太大，進(jìn)不了這些細(xì)小的儲存格，使得鋰原子不會(huì)與氧氣接觸而避免爆炸。鋰離子電池的這種原理，使得人們在獲得它高容量密度的同時(shí)，也達(dá)到安全的目的。
鋰離子電池充電時(shí)，正極的鋰原子會(huì)喪失電子，氧化為鋰離子。鋰離子經(jīng)由電解液游到負(fù)極去，進(jìn)入負(fù)極的儲存格，并獲得一個(gè)電子，還原為鋰原子。放電時(shí)，整個(gè)程序倒過來。為了防止電池的正負(fù)極直接碰觸而短路，電池內(nèi)會(huì)再加上一種擁有眾多細(xì)孔的隔膜紙，來防止短路。好的隔膜紙還可以在電池溫度過高時(shí)，自動(dòng)關(guān)閉細(xì)孔，讓鋰離子無法穿越，以自廢武功，防止危險(xiǎn)發(fā)生。
保護(hù)措施
鋰電池芯過充到電壓高于4.2V后，會(huì)開始產(chǎn)生副作用。過充電壓愈高，危險(xiǎn)性也跟著愈高。鋰電芯電壓高于4.2V后，正極材料內(nèi)剩下的鋰原子數(shù)量不到一半，此時(shí)儲存格常會(huì)垮掉，讓電池容量產(chǎn)生永久性的下降。如果繼續(xù)充電，由于負(fù)極的儲存格已經(jīng)裝滿了鋰原子，后續(xù)的鋰金屬會(huì)堆積于負(fù)極材料表面。這些鋰原子會(huì)由負(fù)極表面往鋰離子來的方向長出樹枝狀結(jié)晶。這些鋰金屬結(jié)晶會(huì)穿過隔膜紙，使正負(fù)極短路。有時(shí)在短路發(fā)生前電池就先爆炸，這是因?yàn)樵谶^充過程，電解液等材料會(huì)裂解產(chǎn)生氣體，使得電池外殼或壓力閥鼓漲破裂，讓氧氣進(jìn)去與堆積在負(fù)極表面的鋰原子反應(yīng)，進(jìn)而爆炸。因此，鋰電池充電時(shí)，一定要設(shè)定電壓上限，才可以同時(shí)兼顧到電池的壽命、容量、和安全性。最理想的充電電壓上限為4.2V。
鋰電芯放電時(shí)也要有電壓下限。當(dāng)電芯電壓低于2.4V時(shí)，部分材料會(huì)開始被破壞。又由于電池會(huì)自放電，放愈久電壓會(huì)愈低，因此，放電時(shí)最好不要放到2.4V才停止。鋰電池從3.0V放電到2.4V這段期間，所釋放的能量只占電池容量的3%左右。因此，3.0V是一個(gè)理想的放電截止電壓。
充放電時(shí)，除了電壓的限制，電流的限制也有其必要。電流過大時(shí)，鋰離子來不及進(jìn)入儲存格，會(huì)聚集于材料表面。這些鋰離子獲得電子后，會(huì)在材料表面產(chǎn)生鋰原子結(jié)晶，這與過充一樣，會(huì)造成危險(xiǎn)性。萬一電池外殼破裂，就會(huì)爆炸。
因此，對鋰離子電池的保護(hù)，至少要包含：充電電壓上限、放電電壓下限、及電流上限三項(xiàng)。一般鋰電池組內(nèi)，除了鋰電池芯外，都會(huì)有一片保護(hù)板，這片保護(hù)板主要就是提供這三項(xiàng)保護(hù)。但是，保護(hù)板的這三項(xiàng)保護(hù)顯然是不夠的，全球鋰電池爆炸事件還是頻傳。要確保電池系統(tǒng)的安全性，必須對電池爆炸的原因，進(jìn)行更仔細(xì)的分析。 二、電池爆炸原因: 1: 內(nèi)部極化較大！ 2:極片吸水,與電解液發(fā)生反應(yīng)氣鼓. 3:電解液本身的質(zhì)量,性能問題. 4:注液時(shí)候注液量達(dá)不到工藝要求. 5:裝配制程中激光焊焊接密封性能差,漏氣.測漏氣漏測. 6:粉塵,極片粉塵首先易導(dǎo)致微短路,....具體原因未知 7:正負(fù)極片較工藝范圍偏厚,入殼難. 8:注液封口問題,鋼珠密封性能不好導(dǎo)致氣鼓. 9:殼體來料存在殼壁偏厚,殼體變形影響厚度. 三、爆炸類型分析
電池芯爆炸的類形可歸納為外部短路、內(nèi)部短路、及過充三種。此處的外部系指電芯的外部，包含了電池組內(nèi)部絕緣設(shè)計(jì)不良等所引起的短路。
當(dāng)電芯外部發(fā)生短路，電子組件又未能切斷回路時(shí)，電芯內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生高熱，造成部分電解液汽化，將電池外殼撐大。當(dāng)電池內(nèi)部溫度高到135攝氏度時(shí)，質(zhì)量好的隔膜紙，會(huì)將細(xì)孔關(guān)閉，電化學(xué)反應(yīng)終止或近乎終止，電流驟降，溫度也慢慢下降，進(jìn)而避免了爆炸發(fā)生。但是，細(xì)孔關(guān)閉率太差，或是細(xì)孔根本不會(huì)關(guān)閉的隔膜紙，會(huì)讓電池溫度繼續(xù)升高，更多的電解液汽化，最后將電池外殼撐破，甚至將電池溫度提高到使材料燃燒并爆炸。
內(nèi)部短路主要是因?yàn)殂~箔與鋁箔的毛刺穿破隔膜，或是鋰原子的樹枝狀結(jié)晶穿破膈膜所造成。這些細(xì)小的針狀金屬，會(huì)造成微短路。由于，針很細(xì)有一定的電阻值，因此，電流不見得會(huì)很大。銅鋁箔毛刺系在生產(chǎn)過程造成，可觀察到的現(xiàn)象是電池漏電太快，多數(shù)可被電芯廠或是組裝廠篩檢出來。而且，由于毛刺細(xì)小，有時(shí)會(huì)被燒斷，使得電池又恢復(fù)正常。因此，因毛刺微短路引發(fā)爆炸的機(jī)率不高。
這樣的說法，可以從各電芯廠內(nèi)部都常有充電后不久，電壓就偏低的不良電池，但是卻鮮少發(fā)生爆炸事件，得到統(tǒng)計(jì)上的支持。因此，內(nèi)部短路引發(fā)的爆炸，主要還是因?yàn)檫^充造成的。因?yàn)�，過充后極片上到處都是針狀鋰金屬結(jié)晶，刺穿點(diǎn)到處都是，到處都在發(fā)生微短路。因此，電池溫度會(huì)逐漸升高，最后高溫將電解液氣體。這種情形，不論是溫度過高使材料燃燒爆炸，還是外殼先被撐破，使空氣進(jìn)去與鋰金屬發(fā)生激烈氧化，都是爆炸收場。
但是過充引發(fā)內(nèi)部短路造成的這種爆炸，并不一定發(fā)生在充電的當(dāng)時(shí)。有可能電池溫度還未高到讓材料燃燒、產(chǎn)生的氣體也未足以撐破電池外殼時(shí)，消費(fèi)者就終止充電，帶手機(jī)出門。這時(shí)眾多的微短路所產(chǎn)生的熱，慢慢的將電池溫度提高，經(jīng)過一段時(shí)間后，才發(fā)生爆炸。消費(fèi)者共同的描述都是拿起手機(jī)時(shí)發(fā)現(xiàn)手機(jī)很燙，扔掉后就爆炸。
綜合以上爆炸的類型，我們可以將防爆重點(diǎn)放在過充的防止、外部短路的防止、及提升電芯安全性三方面。其中過充防止及外部短路防止屬于電子防護(hù)，與電池系統(tǒng)設(shè)計(jì)及電池組裝有較大關(guān)系。電芯安全性提升之重點(diǎn)為化學(xué)與機(jī)械防護(hù)，與電池芯制造廠有較大關(guān)系。 四、設(shè)計(jì)規(guī)范
由于全球手機(jī)有數(shù)億只，要達(dá)到安全，安全防護(hù)的失敗率必須低于一億分之一。由于，電路板的故障率一般都遠(yuǎn)高于一億分之一。因此，電池系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，必須有兩道以上的安全防線。常見的錯(cuò)誤設(shè)計(jì)是用充電器(adaptor)直接去充電池組。這樣將過充的防護(hù)重任，完全交給電池組上的保護(hù)板。雖然保護(hù)板的故障率不高，但是，即使故障率低到百萬分之一，機(jī)率上全球還是天天都會(huì)有爆炸事故發(fā)生。
電池系統(tǒng)如能對過充、過放、過電流都分別提供兩道安全防護(hù)，每道防護(hù)的失敗率如果是萬分之一，兩道防護(hù)就可以將失敗率降到一億分之一。常見的電池充電系統(tǒng)方塊圖如下，包含充電器及電池組兩大部分。充電器又包含適配器(Adaptor)及充電控制器兩部分。適配器將交流電轉(zhuǎn)為直流電，充電控制器則限制直流電的最大電流及最高電壓。電池組包含保護(hù)板及電池芯兩大部分，以及一個(gè)PTC來限定最大電流。
文字方塊: 適配器交流變直流文字方塊: 充電控制器限流限壓文字方塊: 充電器文字方塊: 保護(hù)板過充、過放過流等防護(hù)文字方塊: 電池組文字方塊: 限流片文字方塊: 電池芯以手機(jī)電池系統(tǒng)為例，過充防護(hù)系利用充電器輸出電壓設(shè)定在4.2V左右，來達(dá)到第一層防護(hù)，這樣就算電池組上的保護(hù)板失效，電池也不會(huì)被過充而發(fā)生危險(xiǎn)。第二道防護(hù)是保護(hù)板上的過充防護(hù)功能，一般設(shè)定為4.3V。這樣，保護(hù)板平常不必負(fù)責(zé)切斷充電電流，只有當(dāng)充電器電壓異常偏高時(shí)，才需要?jiǎng)幼鳌＿^電流防護(hù)則是由保護(hù)板及限流片來負(fù)責(zé)，這也是兩道防護(hù)，防止過電流及外部短路。由于過放電只會(huì)發(fā)生在電子產(chǎn)品被使用的過程。因此，一般設(shè)計(jì)是由該電子產(chǎn)品的線路板來提供第一到防護(hù)，電池組上的保護(hù)板則提供第二道防護(hù)。當(dāng)電子產(chǎn)品偵測到供電電壓低于3.0V時(shí)，應(yīng)該自動(dòng)關(guān)機(jī)。如果該產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)未設(shè)計(jì)這項(xiàng)功能，則保護(hù)板會(huì)在電壓低到2.4V時(shí)，關(guān)閉放電回路。
總之，電池系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，必須對過充、過放、與過電流分別提供兩道電子防護(hù)。其中保護(hù)板是第二道防護(hù)。把保護(hù)板拿掉后充電，如果電池會(huì)爆炸就代表設(shè)計(jì)不良。
上述方法雖然提供了兩道防護(hù)，但是由于消費(fèi)者在充電器壞掉后，常會(huì)買非原廠充電器來充電，而充電器業(yè)者，基于成本考慮，常將充電控制器拿掉，來降低成本。結(jié)果，劣幣驅(qū)逐良幣，市面上出現(xiàn)了許多劣質(zhì)充電器。這使得過充防護(hù)失去了第一道也是最重要的一道防線。而過充又是造成電池爆炸的最重要因素，因此，劣質(zhì)充電器可以稱得上是電池爆炸事件的元兇。
當(dāng)然，并非所有的電池系統(tǒng)都采用如上圖的方案。在有些情況下，電池組內(nèi)也會(huì)有充電控制器的設(shè)計(jì)。例如：許多筆記型計(jì)算機(jī)的外加電池棒，就有充電控制器。這是因?yàn)楣P記型計(jì)算機(jī)一般都將充電控制器做在計(jì)算機(jī)內(nèi)，只給消費(fèi)者一個(gè)適配器。因此，筆記型計(jì)算機(jī)的外加電池組，就必須有一個(gè)充電控制器，才能確保外加電池組在使用適配器充電時(shí)的安全。另外，使用汽車點(diǎn)煙器充電的產(chǎn)品，有時(shí)也會(huì)將充電控制器做在電池組內(nèi)。
最后的防線 如果電子的防護(hù)措施都失敗了，最后的一道防線，就要由電芯來提供了。電芯的安全層級，可依據(jù)電芯能否通過外部短路和過充來大略區(qū)分等級。由于，電池爆炸前，如果內(nèi)部有鋰原子堆積在材料表面，爆炸威力會(huì)更大。而且，過充的防護(hù)常因消費(fèi)者使用劣質(zhì)充電器而只剩一道防線，因此，電芯抗過充能力比抗外部短路的能力更重要。 9.鋁殼電芯與鋼殼電芯安全性比較鋁殼相對于鋼殼具有很高的安全優(yōu)勢
鋰離子電池正、負(fù)極活性材內(nèi)為何要加VGCF碳管?
1. 不管正或負(fù)極活性材都會(huì)有膨脹收縮的問題，一般負(fù)極碳材有20％膨脹收縮
率，而像LFP正極材料有6％膨脹收收率。當(dāng)多次充放電中，其正、負(fù)活性材顆粒與顆粒之間接觸少、間隙加大，甚至有些脫離集電極，導(dǎo)致電子與離子傳輸路徑斷續(xù)不連續(xù)相，成為死的活性材，不再參與電極反應(yīng)。因此循環(huán)使用壽命下降。VGCF碳管有很大的長徑比，即使正、負(fù)活性材膨脹收縮后，其活性材顆粒間之間隙，可藉由VGCF碳管架橋連接，電子與離子傳輸不會(huì)間斷。
2.
由于VGCF碳管微結(jié)構(gòu)是中空多管壁，可以讓正、負(fù)電極吸納更多的電解液，
使得鋰離子可以順利快速嵌入或脫嵌，因此，有利于高倍率充放電。
3. VGCF是高強(qiáng)度纖維狀長徑比大之材料，可增加電極板的可撓性，正極或負(fù)極活性材顆粒間之黏接力或與極板間之黏接力更強(qiáng)，不會(huì)因撓曲而龜裂掉粉。
4.VGCF本質(zhì)是高導(dǎo)電高導(dǎo)熱特性，正極活性材其導(dǎo)電性都不好，添加VGCF
以提高正極活性材的導(dǎo)電性，也提高正極或負(fù)極的導(dǎo)熱系數(shù)，利于散熱。 解剖電池時(shí)遇到些情況,下面羅列出來,不知道各位前輩對這些情況有何見解.
1.明明很容易斷的正極片注液以后卻變得柔軟.?
2.正極片出現(xiàn)褶皺現(xiàn)象(內(nèi)層)?
3.剛拆出來的負(fù)極片邊緣和內(nèi)層會(huì)是暗紫色,和極片中間部分顏色不一樣.(中間是金黃色)?
4.為什么每次拆開的負(fù)極片頭部(第一小片)會(huì)有很多白色物質(zhì),是不是鋰,為什么在那里這么多.
5.為什么短路以后正極片上面有銅,是不是負(fù)極的銅被電解過來.而且為什么是在正極頭部吸銅最多.
6.負(fù)極耳發(fā)黑,是不是短路現(xiàn)象.(大電流通過的遺跡)或者是負(fù)極石墨溶解?
7.觀察正極料過量,是不是在負(fù)極片上滴水,看是否燃火.
答案搜索:(聲明沒有標(biāo)準(zhǔn)答案,以現(xiàn)場為主) 第一:極片充放電后已經(jīng)反彈,肯定變軟,通俗點(diǎn),沒那么死了.里面松了;
第二:那個(gè)是正常的~前面幾圈卷饒時(shí)貼近卷針,肯定有折痕...除非你用非常厚的針,呵呵,這個(gè)不可能哦
第三:沒充電灰色,半充暗紫色,滿充金黃,那種情況自己想,提示:浸潤程度;
第四:負(fù)極片頭部(第一小片)會(huì)有很多白色物質(zhì),其他地方要是沒有,就是你設(shè)計(jì)問題,是析鋰;
第五:這個(gè)問題不清楚,不知道你那什么情況,是不是反充了,是整體還是部分,也有可能短路..
第六:負(fù)極耳發(fā)黑,看情況了，一般是短路,
第七:滴水誰給你教的?沒聽過;正極料過量,負(fù)極很明顯的,當(dāng)然你要排除外因;
補(bǔ)充幾點(diǎn):
1.隔膜局部發(fā)黃或有黑點(diǎn),是否曾經(jīng)大電流通過,擊穿隔膜.短路造成,可能是粉塵,也可能是你隔膜本來有孔,當(dāng)然也有材料方面的可能;
2.在電池外包裝時(shí),點(diǎn)焊鉚釘時(shí)電流不穩(wěn)定或電流過大會(huì)使外露負(fù)極耳旁的隔膜燒壞,但高溫膠是否會(huì)被燒掉.
這個(gè)還沒見過,一般點(diǎn)焊是瞬間的,能量大到可以燒化里面的隔膜還真沒見過,高溫膠只是奈溫高點(diǎn),你要是有個(gè)1000度一樣完蛋,爆炸的電池你可以看看,高溫膠紙也成灰咧 關(guān)于充電電池 １．認(rèn)識記憶效應(yīng)
２．電池需要激活嗎
３．前三次要充１２小時(shí)嗎
４．充電電池有最佳狀態(tài)嗎
５．真的是充電電流越大，充電越快嗎
６．直充標(biāo)的輸出電流就等于充電電流嗎
７．循環(huán)充放電一次就是少一次壽命嗎
８．電池容量越高越好嗎
９．充飽的電池進(jìn)行存儲好嗎
１０．座充的綠燈亮了以后在多充一個(gè)小時(shí)有用嗎
１１．座充充電比直充飽嗎
１．認(rèn)識記憶效應(yīng)
電池記憶效應(yīng)是指電池的可逆失效，即電池失效后可重新回復(fù)的性能。記憶效應(yīng)是指電池長時(shí)間經(jīng)受特定的工作循環(huán)后，自動(dòng)保持這一特定的傾向。這個(gè)最早定義在鎳鎘電池，鎳鎘的袋式電池不存在記憶效應(yīng)，燒結(jié)式電池有記憶效應(yīng)。而現(xiàn)在的鎳金屬氫(俗稱鎳氫)電池不受這個(gè)記憶效應(yīng)定義的約束。
因?yàn)楝F(xiàn)代鎳鎘電池工藝的改進(jìn)，上述的記憶效應(yīng)已經(jīng)大幅度的降低，而另外一種現(xiàn)象替換了這個(gè)定義，就是鎳基電池的“晶格化”，通常情況，鎳鎘電池受這兩種效應(yīng)的綜合影響，而鎳氫電池則只受“晶格化”記憶效應(yīng)的影響，而且影響較鎳鎘電池的為小。
在實(shí)際應(yīng)用中，消除記憶效應(yīng)的方法有嚴(yán)格的規(guī)范和一個(gè)操作流程。操作不當(dāng)會(huì)適得其反。
對于鎳鎘電池，正常的維護(hù)是定期深放電：平均每使用一個(gè)月(或30次循環(huán))進(jìn)行一次深放電(放電到1.0V/每節(jié)，老外稱之為exercise)，平常使用是盡量用光電池或用到關(guān)機(jī)等手段可以緩解記憶效應(yīng)的形成，但這個(gè)不是exercise，因?yàn)閮x器(如手機(jī))是不會(huì)用到1。0V/每節(jié)才關(guān)機(jī)的，必須要專門的設(shè)備或線路來完成這項(xiàng)工作，幸好許多鎳氫電池的充電器都帶有這個(gè)功能。
對于長期沒有進(jìn)行exercise的鎳鎘電池，會(huì)因?yàn)橛洃浶?yīng)的累計(jì)，無法用exercise進(jìn)行容量回復(fù)，這時(shí)則需要更深的放電(老外稱recondition)，這是一種用很小的電流長時(shí)間對電池放電到0.4V每節(jié)的一個(gè)過程，需要專業(yè)的設(shè)備進(jìn)行。
對于鎳氫電池，exercise進(jìn)行的頻率大概每三個(gè)月一次即可有效的緩解記憶效應(yīng)。因?yàn)殒嚉潆姵氐难h(huán)壽命遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于鎳鎘電池，幾乎用不到recondition這個(gè)方法。
▲建議1:每次充電以前對電池放電是沒有必要，而且是有害的，因?yàn)殡姵氐氖褂脡勖鼰o謂的減短了。
▲建議2:用一個(gè)電阻接電池的正負(fù)極進(jìn)行放電是不可取的，電流沒法控制，容易過放到0V，甚至導(dǎo)致串聯(lián)電池組的電池極性反轉(zhuǎn)。 ２．電池需要激活嗎？
回答是電池需要激活，但這不是用戶的要做的事。我參觀過鋰離子電池的生產(chǎn)廠，鋰離子電池在出廠以前要經(jīng)過如下過程：
鋰離子電池殼灌輸電解液－封口－化成，就是恒壓充電，然后放電，如此進(jìn)行幾個(gè)循環(huán)，使電極充分浸潤電解液，充分活化，以容量達(dá)到要求為止，這個(gè)就是激活過程－－分容，就是測試電池的容量選取不同性能(容量)的電池進(jìn)行歸類，劃分電池的等級，進(jìn)行容量匹配等。這樣出來的鋰離子電池到用戶手上已經(jīng)是激活過的了。我們大家常用的鎳鎘電池和鎳氫電池也是如此化成激活以后才出廠的。其中有些電池的激活過程需要電池處于開口狀態(tài)，激活以后再封口，這個(gè)工序也只可能有電芯生產(chǎn)廠家來完成了。
這里存在一個(gè)問題，就是電池廠出廠的電池到用戶手上，這個(gè)時(shí)間有時(shí)會(huì)很長，短則1個(gè)月，長則半年，這個(gè)時(shí)候，因?yàn)殡姵仉姌O材料會(huì)鈍化，所以廠家建議初次使用的電池最好進(jìn)行3~5次完全充放過程，以便消除電極材料的鈍化，達(dá)到最大容量。
在2001年頒布的三個(gè)關(guān)于鎳氫。鎳鎘和鋰離子電池的國標(biāo)中，其初始容量的檢測均有明確規(guī)定，對電池可以進(jìn)行5次深充深放，當(dāng)有一次符合規(guī)定時(shí)，試驗(yàn)即可停止。這很好的解釋了我說的這個(gè)現(xiàn)象。
★那么稱之為“第二次激活”也是可以的，用戶初次使用的“新”電池盡量進(jìn)行幾次深充放循環(huán)。
●然而據(jù)我的測試(針對鋰離子電池)，存儲期在1~3個(gè)月之內(nèi)的鋰離子電池，對它進(jìn)行深充深放的循環(huán)處理，其容量提高現(xiàn)象幾乎不存在。（我在專題討論區(qū)有關(guān)于電池激活的測試報(bào)告）
３．前三次要充１２小時(shí)嗎？
這個(gè)問題是緊扣上面的電池激活問題的，姑且設(shè)出廠的電池到用戶手上有電極鈍化現(xiàn)象，為了激活電池進(jìn)行深充深放電循環(huán)3次。其實(shí)這個(gè)問題轉(zhuǎn)化為深充是不是就是要充12個(gè)小時(shí)的問題。那么我的另一片文章《論手機(jī)電池的充電時(shí)間》已經(jīng)回答了這個(gè)問題。
★★★答案是不需要充１２小時(shí)。
早期的手機(jī)鎳氫電池因?yàn)樾枰a(bǔ)充和涓流充電過程，要達(dá)到最完美的充飽狀態(tài)，可能需要5個(gè)小時(shí)左右，但是也是不需要12個(gè)小時(shí)的。而鋰離子電池的恒流恒壓充電特性更是決定了它的深充電時(shí)間無需12個(gè)小時(shí)。
對于鋰離子電池有人會(huì)問，既然恒壓階段鋰離子電池的電流逐漸減小，是不是當(dāng)電流小到無窮小的時(shí)候才是真正的深充。我曾經(jīng)畫出恒壓階段電流減小對時(shí)間的曲線，對它進(jìn)行多次曲線擬合，發(fā)現(xiàn)這個(gè)曲線可以用1/x的函數(shù)方式接近與零電流，實(shí)際測試時(shí)因?yàn)殇囯x子電池本身存在的自放電現(xiàn)象，這個(gè)零電流是永遠(yuǎn)不可能到達(dá)的。
以600mAh的電池為例，設(shè)置截至電流為0.01C(即6mA)，它的1C充電時(shí)間不超過150分鐘，那么設(shè)置截至電流為0.001C(即0.6mA)，它的充電時(shí)間可能為10小時(shí)－－這個(gè)因?yàn)閮x器精度的問題，已經(jīng)無法精確獲得，但是從0.01C到0.001C獲的容量經(jīng)計(jì)算僅為1.7mAh，以多用的7個(gè)多小時(shí)來換取這僅僅的千分之三不到的容量是沒有任何實(shí)際意義的。
何況，還有其它的充電方式，比如脈沖充電方式使鋰離子電池來達(dá)到4.2V的限制電壓，它根本沒有截止最小電流判斷階段，一般150分鐘后它就是100%充飽了。許多手機(jī)都是用脈沖充電方式的。
有人曾經(jīng)用手機(jī)顯示充飽后，再用座充進(jìn)行充電來確認(rèn)手機(jī)的充飽程度，這個(gè)測試方法欠嚴(yán)謹(jǐn)。
首先座充顯示綠燈不是檢測真正充飽與否的一個(gè)依據(jù)。
★★檢測鋰離子電池充飽與否的唯一最終的方法就是測試在不充電(也不放電)狀態(tài)時(shí)的鋰離子電池的電壓。
所謂恒壓階段電流減小其真正的目的就是逐漸減小在電池內(nèi)阻上因充電電流而產(chǎn)生的附加電壓，當(dāng)電流小到0.01C，比如6mA，這個(gè)電流乘與電池內(nèi)阻(一般在200毫歐之內(nèi))僅為1mV，可以認(rèn)為這時(shí)的電壓就是無電流狀態(tài)的電池電壓。
其次，手機(jī)的基準(zhǔn)電壓不一定等于座充的基準(zhǔn)電壓，手機(jī)認(rèn)為充飽的電池到了座充上，座充卻不認(rèn)為已經(jīng)充飽，卻繼續(xù)進(jìn)行充電。 ４．充電電池有最佳狀態(tài)嗎？
有一種說法就是，充電電池使用得當(dāng)，會(huì)在某一段循環(huán)范圍出現(xiàn)最佳的狀態(tài)，就是容量最大．這個(gè)要分情況，密封的鎳氫電池和鎳鎘電池，如果使用得當(dāng)（比如定期的維護(hù)，防止記憶效應(yīng)的產(chǎn)生和累計(jì)），一般會(huì)在１００～２００個(gè)循環(huán)處達(dá)到其容量的最大值，比如出廠容量為1000mAh的鎳氫電池用了120次循環(huán)后，其容量有可能達(dá)到1100mAh。幾乎所有的日本鎳氫電池生產(chǎn)商的技術(shù)規(guī)格書中描述鎳基電池的循環(huán)特性的圖上我都能看到這樣的描述。
★鎳基電池有最佳狀態(tài)，一般在100~200循環(huán)次數(shù)之間達(dá)到其最大容量
對于液態(tài)鋰離子電池，卻根本不存在這樣一個(gè)循環(huán)容量的駝峰現(xiàn)象，從鋰離子電池出廠到最終電池報(bào)廢為止，其容量的表現(xiàn)就是用一次少一次。我在對鋰離子電池做循環(huán)性能的時(shí)候也從來沒有看到過有容量回升的跡象。
★鋰離子電池沒有最佳狀態(tài)。
值得一提的是，鋰離子電池更容易受環(huán)境溫度的變化而表現(xiàn)不同的性能，在25~40度的環(huán)境溫度會(huì)表現(xiàn)其最好性能，而低溫或高溫狀態(tài)，他的性能就大打折扣了。要使你的鋰離子電池充分展現(xiàn)它的容量，一定要細(xì)心的注意使用環(huán)境，防止高低溫現(xiàn)象，比如手機(jī)放在汽車的前臺上，中午的太陽直射很容易就可以使其超過60度，北方的用戶的電池待機(jī)時(shí)間，同等網(wǎng)絡(luò)情況下，就沒有南方的用戶長了。 ５．真的是充電電流越大，充電越快嗎？
《論手機(jī)電池的充電時(shí)間》一文中已經(jīng)講了這個(gè)問題，對于恒流充電的鎳基電池，可以這么說，而對應(yīng)鋰離子電池，這個(gè)是不完全正確的。
★★對于鋰離子電池的充電，在一定電流范圍內(nèi)(1.5C~0.5C)，提高恒流恒壓充電方式的恒流電流值，并不能縮短充飽鋰離子電池的時(shí)間。 ６．直充標(biāo)的輸出電流就等于充電電流嗎？
這就要討論手機(jī)的充電方式了，對于充電管理在手機(jī)里面的，設(shè)定同樣一個(gè)直充(實(shí)際應(yīng)稱為電源適配器)的輸出如：5.3V 600mA
A. 充電管理是開關(guān)方式(高頻脈寬調(diào)整PWM方式)，這個(gè)充電方式，手機(jī)并沒有完全利用直充的輸出能力，直充工作在恒壓段，輸出5.3V，此時(shí)真正的充電電流由手機(jī)的充電管理進(jìn)行調(diào)整，而且肯定要小于600mA，一般在300~400mA。這個(gè)時(shí)候，大家看到的直充的輸出電流就不是手機(jī)的充電電流。比如Motorola的許多直充其輸出為5.0V 1A，真正對電池充電的也就用到了500mA足矣，因?yàn)槭謾C(jī)的電池容量也不過580mAh。
★這時(shí)直充上標(biāo)的輸出電流就不等于實(shí)際充電電流
B. 充電管理為脈沖方式的，這個(gè)充電方式，手機(jī)完全利用了直充的限流電流，就是用了600mA在電池上，這個(gè)時(shí)候，直充的輸出電流就是充電電流了。
當(dāng)然以上的都是指在鋰離子電池的恒流階段或鎳氫電池的充電而言。 如果手機(jī)沒有充電管理，把充電的管理移到了直充上，比如許多的CDMA手機(jī)都是如此，這個(gè)就沒什么好說的，它的輸出寫的很明白，比如輸出：4.2V 500mA，這個(gè)就是鋰離子電池恒流恒壓兩個(gè)數(shù)據(jù)了。 ７．循環(huán)充放電一次就是少一次壽命嗎？
循環(huán)就是使用，我們是在使用電池，關(guān)心的是使用的時(shí)間，為了衡量充電電池的到底可以使用多長時(shí)間這樣一個(gè)性能，就規(guī)定了循環(huán)次數(shù)的定義。實(shí)際的用戶使用千變?nèi)f化，因?yàn)闂l件不同的試驗(yàn)是沒有可比性的，要有比較就必須規(guī)范循環(huán)壽命的定義。
國標(biāo)如是規(guī)定鋰離子電池的循環(huán)壽命測試條件及要求：在25度室溫條件下以恒流恒壓方式1C的充電制度充電150分鐘，以恒流1C的放電制度放電到2.75V截止為一次循環(huán)。當(dāng)有一次放電時(shí)間小于36分鐘時(shí)試驗(yàn)結(jié)束，循環(huán)次數(shù)必須大于300次。解釋：
A. 這個(gè)定義規(guī)定了循環(huán)壽命的測試是以深充深放方式進(jìn)行的
B. 規(guī)定了循環(huán)壽命按照這個(gè)模式執(zhí)行后必須超過300次以后容量仍然有60%以上。 實(shí)際上，不同的循環(huán)制度得到的循環(huán)次數(shù)是截然不同的，比如以上其它的條件不變，僅僅把4.2V的恒壓電壓改為4.1V的恒壓電壓對同一個(gè)型號的電池進(jìn)行循環(huán)壽命測試，這樣這個(gè)電池就已經(jīng)不是深充方式了，最后測試得到循環(huán)壽命次數(shù)可以提高近60%。那么如果把截止電壓提高到3.9V進(jìn)行測試，其循環(huán)次數(shù)應(yīng)該可以增加數(shù)倍。
這個(gè)關(guān)于循環(huán)一次就少一次壽命的說法已經(jīng)有許多友人進(jìn)行了討論，我只是補(bǔ)充說明一下而已，大家在談?wù)撗h(huán)次數(shù)的時(shí)候不能忽視循環(huán)的條件。
●拋開規(guī)則談?wù)撗h(huán)次數(shù)是沒有任何意義的，因?yàn)檠h(huán)次數(shù)是檢測電池壽命的手段，而不是目的!
▲誤區(qū):許多人喜歡把手機(jī)鋰離子電池用到自動(dòng)關(guān)機(jī)再充電。這個(gè)完全沒有必要。
實(shí)際上，用戶不可能按照國標(biāo)測試模式對電池進(jìn)行使用，沒有一個(gè)手機(jī)會(huì)在2.75V才關(guān)機(jī)，而其放電模式也不是大電流恒流放電，而是GSM的脈沖放電和平時(shí)的小電流放電混合的方式。
有另外一種關(guān)于循環(huán)壽命的衡量方法，就是時(shí)間。有專家提出一般民用的鋰離子電池的壽命是2~3年，結(jié)合實(shí)際的情況，比如以60%的容量為壽命的終止，加上鋰離子電池的時(shí)效作用(參考第９點(diǎn))，用時(shí)間來表述循環(huán)壽命我認(rèn)為更為合理。
鉛蓄電池的充電機(jī)理就類似與鋰離子電池，是限流限壓方式，使用的方式就是淺充淺放，他的壽命表述就是時(shí)間，沒有次數(shù)，比如10年。
★★★所以，對于鋰離子電池，沒有必要用到關(guān)機(jī)再充電，鋰離子電池本來就適合用隨時(shí)充電的方式進(jìn)行使用，這也是他針對鎳氫電池的最大優(yōu)勢之一，請大家善加利用這個(gè)特性。 ８．電池容量越高越好嗎？
不同型號(特別是不同體積)的電池，他的容量越高，提供使用的時(shí)間越長。拋開體積和重量的因素，當(dāng)然容量越高越好。
但是同樣的電池型號，標(biāo)稱容量(比如600mAh)也相同，實(shí)際測的初始容量不同：比如一個(gè)為660mAh，另一個(gè)是605mAh，那么660mAh的就比605mAh的好嗎？
實(shí)際情況可能是容量高的是因?yàn)殡姌O材料中多了增加初始容量的東西，而減少了電極穩(wěn)定用的東西，其結(jié)果就是循環(huán)使用幾十次以后，容量高的電池迅速容量衰竭，而容量低的電池卻依然堅(jiān)挺。許多國內(nèi)的電芯廠家往往以這個(gè)方式來獲得高容量的電池。而用戶使用半年以后待機(jī)時(shí)間卻是差得一塌糊涂。
民用的那些AA鎳氫電池(就是五號電池)，一般是1400mAh，卻也有標(biāo)超高容量的(1600mAh)，道理也是一樣。
★提高容量的代價(jià)就是犧牲循環(huán)壽命，廠家不在電池材料的改性上下文章，是不可能真正“提高”電池容量的。 ９．充飽的電池進(jìn)行存儲好嗎
鋰離子電池有一個(gè)特性非常不好，就是鋰離子電池的時(shí)效(或稱老化，老外稱為aging)，就是鋰離子電池在存儲一段時(shí)間后，即使不進(jìn)行循環(huán)使用，其部分容量也會(huì)永久的喪失，這是因?yàn)殇囯x子電池的正負(fù)極材料從一出廠就已經(jīng)開始了它的衰竭歷程。不同的溫度和電池充飽狀態(tài)，其時(shí)效后果不同，以下數(shù)據(jù)摘自參考文獻(xiàn)[1]，以容量的百分比形式列出： 存儲溫度--40%充電狀態(tài)-------100%充電狀態(tài)
0度-------98%(一年以后)-----94%(一年以后)
25度------96%(一年以后)-----80%(一年以后)
40度------85%(一年以后)-----65%(一年以后) 60度------75%(一年以后)-----60%(3個(gè)月以后)
由此可見，存儲溫度越高和電池充的越飽，其容量損失就越厲害。所以不推薦長期的保存鋰離子電池，反之，廠家應(yīng)該象對待腐爛的食物一樣將其回收。用戶要密切留意電池的生產(chǎn)日期。
★如果用戶手中有閑置的電池，那么專家推薦的存儲條件為充電水平是40%，存儲溫度低于15度或更低。
而鎳氫電池和鎳鎘電池則幾乎不受這個(gè)時(shí)效作用，長期存儲的鎳基電池在進(jìn)行幾個(gè)深充深放以后就可以恢復(fù)其原始容量了。 １０．座充的綠燈亮了以后在多充一個(gè)小時(shí)有用嗎？
綠燈只是一個(gè)指示，真正充飽與否在于座充對電池充電過程的控制和判斷。以4.2V的鋰離子電池為例討論這個(gè)問題。
首先是控制，控制對電池的輸出是先恒流，后恒壓(電流逐漸減小)。
然后是判斷，判斷電流小于某個(gè)電流值時(shí)，顯示綠燈，因?yàn)槟?shù)轉(zhuǎn)換的精度和本身的電壓精度是受限制的，座充通常設(shè)定這個(gè)電流值為50mA，此時(shí)顯示綠燈，那么電池確實(shí)離它真正的充飽還有10%不到(據(jù)我所測，現(xiàn)在的鋰離子電池以50mA截止充電的話，其容量已經(jīng)可以達(dá)到95%，充電接受能力大大提高)�，F(xiàn)在的問題是座充接下去在干什么：
A. 如果接下去，座充徹底關(guān)斷充電回路，沒有繼續(xù)進(jìn)行恒壓充電，那么在座充上再放置10個(gè)小時(shí)也是于事無補(bǔ)。許多的座充設(shè)計(jì)方案就是這樣的，比如TI(德州儀器)的BQ2057系列充電芯片，linear(凌特)的LT1800系列都是如此。
B. 座充繼續(xù)進(jìn)行恒壓充電，并嚴(yán)格控制電壓不超出4.2V，無疑再多充一個(gè)小時(shí)，確實(shí)可以增加電池的容量。
C. 座充繼續(xù)充電，但是它的電流控制很糟糕，不小心就使電池超出了4.2V，而且繼續(xù)往上跑。因?yàn)殇囯x子電池不能吸收任何過充。持續(xù)對電池施加電流，就會(huì)造成這個(gè)后果，那么過充就發(fā)生了。這個(gè)當(dāng)然是設(shè)計(jì)不好的座充，比如常見的即可充鋰離子電池又可充鎳氫電池的十幾塊錢的“蛋充”。
D. 還有一種充電管理芯片，比如maxim(美信)的1679芯片，與許多手機(jī)充電管理相同，它采用脈沖方式充電，它在顯示綠燈的時(shí)候，就是鋰離子電池已經(jīng)100%充飽了，當(dāng)然再放置一個(gè)小時(shí)，它也不會(huì)過充，顯然又是在做無用功。
用戶實(shí)際上不知道綠燈亮了以后座充到底在干什么，A或B或D，都有可能，座充說明書不寫這些東西的。排除不合格的座充，我們其實(shí)應(yīng)該相信合格和原裝的座充，綠燈亮著的話，為什么不取下來用呢？這對用戶實(shí)際沒有什么太大的影響，充的不飽又不影響循環(huán)壽命(如上第７點(diǎn)所述)，95%的容量也是可以接受的。除非有愛好者能深入分析自己的座充到底是以那種方式的在充電，否則我們不妨－－ ★亮綠燈后就取下來用。 １１．座充充電比直充飽嗎？
看完了前面的話，這個(gè)問題就是最好回答的了，問題的實(shí)質(zhì)就是充電方式的區(qū)別。
★不存在座充一定比直充充的飽的說法，也不存在直充一定比座充充的飽的說法。重要的是它們的充電方式是不是能最快最大的充飽電池。 結(jié)語：鋰離子電池是一種新型綠色環(huán)保電池，“愛護(hù)環(huán)境，保護(hù)地球”是我們每一個(gè)人義不容辭的責(zé)任。作為電池消費(fèi)者，應(yīng)該購買、使用新型綠色環(huán)保電池；作為電池制造商，應(yīng)該生產(chǎn)新型綠色環(huán)保電池。只有經(jīng)過大家的共同努力，才能創(chuàng)建、保護(hù)我們美麗和諧的自然環(huán)境。
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